专利名称：一种超材料复合板及加工方法
一种超材料复合板及加工方法
技术领域：
本发明涉及超材料领域，尤其涉及用于制备超材料的超材料复合板及该超材料复合板的加工方法。
背景技术：
目前超材料微结构的实现是在热固性玻璃纤维增强高分子树脂基覆铜板上制作金属线完成。主要介质基板材料为线路板行业所使用的绝缘材料FR4、PTFE、聚酰亚胺等。使用FR4、聚酰亚胺为基材，其介电损耗较大，影响超材料性能。而使用PTFE基板，其成本非常高，导致超材料总成本大幅上升，限制了超材料的规模化应用。聚烯烃一类的热塑性高分 子树脂材料介电损耗低，接近PTFE，而且价格非常低，是制备超材料的理想材料。但由于大部分的聚烯烃材料极性较小，表面粘结性较差。目前使用电镀的方式对PS表面进行覆铜，但电镀方式的成本高，废水废液多，具有较高的污染，而且其与铜的结合力较差，无法满足加工要求。
发明内容本发明所要解决的技术问题是，克服了现有工艺不容易在无纤维基板是覆铜的问题，提供一种采用热压机压合的方式在无纤维基板上覆金属箔的加工方法，该加工方法简化了生产工艺、降低了成本，制备出的复合板不仅介电损耗小，而且金属箔也不易剥离无纤维基板。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供一种超材料复合板，所述超材料复合板包括基板、金属箔以及将金属箔粘附在基板上的粘结层，所述基板为无纤维基板。进一步地，所述无纤维基板的材质为有机树脂材料。进一步地，所述有机树脂为聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂或酚醛树脂聚氨酯。进一步地，所述有机树脂为聚苯乙烯、聚酯或聚酰胺。进一步地,所述超材料复合板还包括粘结层。进一步地，所述粘结层采用的粘合剂为热熔胶、环氧基粘合剂或丙烯酸基粘合剂。进一步地，所述热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰铵类、聚酯类或聚氨酯类。进一步地，所述粘结层采用的粘合剂为压敏胶。进一步地，所述粘结层采用的粘合剂为热固性粘合剂。进一步地，所述金属箔为铜箔、银箔或铝箔。根据本发明的超材料复合板，采用在无纤维基板上覆金属箔的方式，复合板不仅介电损耗小，介电常数均匀，而且金属箔与基板的剥离强度也较高。本发明还提供了一种超材料复合板的加工方法，包括以下步骤在基板上和/或下表面依次覆上粘合剂、金属箔形成预压复合板；
在预压复合板的上、下表面分别依次设置有刚性板形成一预压整体；将所述预压整体放入热压机内压合，降温后取出预压整体得到超材料复合板。进一步地，在刚性板的外侧还设置有牛皮纸。进一步地，所述的降温方式为以f 20°C /min的速率缓慢降温至50°C 60°C。进一步地，所述方法还包括移除刚性板的步骤。进一步地，所述方法还包括移除刚性板和牛皮纸的步骤。进一步地，所述刚性板为I. (T9. O毫米厚的镜面钢板。进一步地，所述牛皮纸厚度为O. Γ0. 8毫米。 进一步地，所述金属箔的厚度为O. 0Γ0. 15毫米。进一步地，当粘合剂为热熔胶时，热压温度为85°C 140°C，热压的压力为3 20kg/cm2，热压时间为3 60分钟。进一步地，所述热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰铵类、聚酯类或聚氨酯类。进一步地，当粘合剂为环氧基或丙烯酸基粘合剂粘合剂时，热压温度和热压时间为为该环氧粘合剂或丙烯酸基粘合剂固化所需的固化温度和固化时间。本发明还提供了另一种超材料复合板的加工方法，包括以下步骤在基板上和/或下表面依次覆上粘合剂、金属箔形成预压复合板；在预压复合板的上、下表面分别依次设置有牛皮纸、钢板形成一预压整体；将所述预压整体放入热压机内压合后，以f20°C /min的速率缓慢降温至50°C 60°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。进一步地，所述钢板为I. (T9. O毫米厚的镜面钢板。进一步地，所述牛皮纸厚度为O. Γ0. 8毫米。进一步地，所述金属箔的厚度为O. 0Γ0. 15毫米。进一步地，所述粘合剂为热熔胶时，热压温度为85°C 110°C、热压的压力为5 15kg/cm2、热压时间为2(Γ60分钟。进一步地，所述粘合剂为环氧基粘合剂或丙烯酸基粘合剂时，热压温度为1500C 180°C、热压的压力为15 25kg/cm2、热压时间为60 120分钟。本发明的加工方法的有益效果为采用热压机压合的方式在无纤维基板上覆金属箔例如铜箔的加工方法，该加工方法不仅简化了生产工艺、降低了成本，并且制备出的复合板介电损耗小，金属箔也不易剥离无纤维基板，因此该复合板可以广泛应用在超材料加工领域。
图I本发明的超材料复合板的加工流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种超材料复合板的加工方法，包括以下步骤，如图I所示。a、在无纤维基板上和/或下表面依次覆上粘合剂、厚度为O. 0Γ0. 15毫米的金属箔形成预压复合板；b、在预压复合板的上、下表面分别依次设置有厚度为O.广0. 8毫米的牛皮纸、I. (T9. O毫米厚的镜面钢板形成一预压整体；其中，镜面钢板能使热压机传递给预压复合板的压力更为均匀，保证了压合后的复合板是平整的；C、将该预压整体放入热压机内压合后，以f20°C /min的速率缓慢降温至 500C 60°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板；由于金属与无纤维基板的热膨胀系数相差较大，所以需逐步冷却后取出。步骤c中，当粘合剂为热熔胶时，热压温度为85°C 140°C，优选为85°C 110°C，热压的压力为:T20kg/cm，优选为5 15kg/cm2，热压时间为:Γ60分钟，优选为20 60分钟；所述热熔胶可为乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、聚乙烯、聚丙烯、聚酰铵类、聚酯类或聚氨酯类等。当粘合剂为环氧基粘合剂或丙烯酸基粘合剂时，热压温度和热压时间可为该环氧粘合剂的固化所需的固化温度和固化时间。当然，当粘合剂为环氧基粘合剂或丙烯酸基粘合剂时，工艺参数也可是如下热压温度也可为150°C 180°C，热压的压力为15 25kg/cm2，热压时间为60 120分钟。上述中的无纤维基板是由有机树脂材料制成，常用的有机树脂有聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯或特氟龙等热塑性树脂及其改性品种，以及环氧树脂、酚醛树脂聚氨酯、酚醛或有机硅等热固性树脂塑料等。传统的高温压合时容易造成无纤维基板的变形，而本实施例中采用热压机压合的方式在无纤维基板上覆金属箔(例如铜箔、银箔、铝箔，其他金属箔也都是可以选用的)的加工方法，该加工方法不仅简化了生产工艺、降低了成本，并且制备出的超材料复合板介电损耗小，金属箔也不易剥离无纤维基板，因此该复合板可以广泛应用在超材料加工领域。实施例一a、在聚乙烯基板上、下表面依次覆上热熔胶、厚度为O. 01毫米的铜箔形成预压复合板；b、在预压复合板的上、下表面分别依次设置有厚度为三层牛皮纸、两片镜面钢板形成一预压整体，其中每层牛皮纸有5张，每张的厚度为O. 2毫米，镜面钢板的厚度为I. 5毫米；C、将该预压整体放入热压机内，在温度为85°C、压力为5kg/cm2下热压20分钟后，以10°C /min的速率缓慢降温至50°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。应当理解，采用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龙或有机硅等热塑性树脂及其改性品种，以及环氧树脂、酚醛树脂聚氨酯、酚醛或有机硅等热固性树脂塑料等这些有机树脂制备的无纤维基板也可以用这种加工方法制备所需的复合板。实施例二a、在聚乙烯基板上、下表面依次覆上热熔胶、厚度为O. 075毫米的铜箔形成预压复合板；b、在预压复合板的上、下表面分别依次设置有厚度为三层牛皮纸、两片镜面钢板形成一预压整体，其中每层牛皮纸有5张，每张的厚度为O. 4毫米，镜面钢板的厚度为3. 5毫米；C、将该预压整体放入热压机内，在温度为100°C、压力为10kg/cm2下热压40分钟后，以15°C /mi η的速率缓慢降温至50°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。实施例三a、在聚乙烯基板上、下表面依次覆上热熔胶、厚度为O. 15毫米的铜箔形成预压复合板；b、在预压复合板的上、下表面分别依次设置有厚度为三层牛皮纸、两片镜面钢板形成一预压整体，其中每层牛皮纸有5张，每张的厚度为O. 7毫米，镜面钢板的厚度为7. 5 毫米；C、将该预压整体放入热压机内，在温度为110°C、压力为15kg/cm2下热压60分钟后，以20°C /min的速率缓慢降温至50°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。实施例四实施例四相对于实施例一不同点在于所使用的粘合剂为环氧基粘合剂；a、在聚乙烯基板上、下表面依次覆上环氧基粘合剂、厚度为O. 01毫米的铜箔形成预压复合板；b、在预压复合板的上、下表面分别依次设置有厚度为三层牛皮纸、两片镜面钢板形成一预压整体，其中每层牛皮纸有5张，每张的厚度为O. 5毫米，镜面钢板的厚度为4. 5毫米；C、将该预压整体放入热压机内，在温度为150°C、压力为15kg/cm2下热压60分钟后，以20°C /min的速率缓慢降温至50°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。使用环氧基粘合剂时相对于实施例二、三的实施例就不再赘述了 ；当然也可以使用丙烯酸基粘合剂。实施例五相对于以上实施例，实施例五中为了节约工序、扩大生产规模，热压机可一次压合多块预压复合板；具体过程如下a、在聚乙烯基板上、下表面依次覆上热熔胶、厚度为O. 08毫米的铜箔形成预压复合板，重复步骤a，制备多块预压复合板，如5块预压复合板；b、在最上预压复合板的上表面、相邻预压复合板之间、最下预压复合板的下表面均设置有多层牛皮纸和多片镜面钢板形成一预压整体，使得预压复合板的上、下表面都贴附有牛皮纸，镜面钢板贴附于牛皮纸的另一表面；其中每层牛皮纸有2 10张，每张的厚度为O. 6毫米,镜面钢板的厚度为5. 5毫米；C、将该预压整体放入热压机内，在温度为110°C、压力为15kg/cm2下热压60分钟后，以10°C /min的速率缓慢降温至50°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得多块超材料复合板。应当理解，在重复步骤a时，可以采用不同的有机树脂材料制备的无纤维基板，可以同时制备材质不同的复合板。实施例六a、在聚乙烯基板上、下表面依次覆上EVA热熔胶膜、厚度为O. 036毫米的铜箔形成预压复合板；b、在预压复合板的上、下表面分别依次设置有厚度为三层牛皮纸、两片镜面钢板形成一预压整体，其中每层牛皮纸有5张，每张的厚度为O. 2毫米，镜面钢板的厚度为I. 5毫米；C、将该预压整体放入热压机内，在温度为85O、压力为5kg/cm2下热压20分钟后，以10°C /min的速率缓慢降温至50°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。应当理解，采用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龙或有机硅等热塑性树脂及其改性品种，以及环氧树脂、酚醛树脂聚氨酯、酚醛或有机硅等热固性树脂塑料等这些有机树脂制备的无纤维基板也可以用这种加工方法制备所需的复合板。实施例七a、在聚乙烯基板上、下表面依次覆上PO热熔胶、厚度为O. 075毫米的铜箔形成预压复合板；b、在预压复合板的上、下表面分别依次设置有厚度为三层牛皮纸、两片镜面钢板 形成一预压整体，其中每层牛皮纸有5张，每张的厚度为O. 4毫米，镜面钢板的厚度为3. 5毫米；C、将该预压整体放入热压机内，在温度为100°C、压力为10kg/cm2下热压40分钟后，以15°C /min的速率缓慢降温至50°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。实施例八实施例八相对于实施例一不同点在于所使用的粘合剂为环氧基粘合剂；a、在聚碳酸酯基板上、下表面依次涂覆上双组份双酚A环氧基粘合剂、厚度为O. 01毫米的铜箔形成预压复合板；b、在预压复合板的上、下表面分别依次设置有厚度为三层牛皮纸、两片镜面钢板形成一预压整体，其中每层牛皮纸有5张，每张的厚度为O. 5毫米，镜面钢板的厚度为4. 5毫米；C、将该预压整体放入热压机内，在温度为150°C、压力为15kg/cm2下热压60分钟后，以20°C /min的速率缓慢降温至50°C后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。使用环氧基粘合剂时相对于实施例二、三的实施例就不再赘述了 ；当然也可以使用丙烯酸基粘合剂。实施例九在聚苯乙烯基板上、下表面先丝印上SBS系列压敏胶、再加上厚度为O. 018毫米的铜箔，放入热压机，恒温60°C，以15kg/cm2的压力热压10分钟，取出得所需的超材料复合板；上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和 权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
权利要求
1.一种超材料复合板，其特征在于，所述超材料复合板包括基板、金属箔以及将金属箔粘附在基板上的粘结层，所述基板为无纤维基板。
2.根据权利要求I所述的超材料复合板，其特征在于，所述无纤维基板的材质为有机树脂材料。
3.根据权利要求2所述的超材料复合板，其特征在于，所述有机树脂为聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂或酚醛树脂聚氨酯。
4.根据权利要求2所述的超材料复合板，其特征在于，所述有机树脂为聚苯乙烯、聚酯或聚酰胺。
5.根据权利要求I所述的超材料复合板，其特征在于，所述粘结层采用的粘合剂为热熔胶、环氧基粘合剂或丙烯酸基粘合剂。
6.根据权利要求5所述的超材料复合板，其特征在于，所述热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰铵类、聚酯类或聚氨酯类。
7.根据权利要求I所述的超材料复合板，其特征在于，所述粘结层采用的粘合剂为压敏胶。
8.根据权利要求I所述的超材料复合板，其特征在于，所述粘结层采用的粘合剂为热固性粘合剂。
9.根据权利要求I所述的超材料复合板，其特征在于，所述金属箔为铜箔、银箔或铝箔。
10.一种超材料复合板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤 在基板上和/或下表面依次覆上粘合剂、金属箔形成预压复合板； 在预压复合板的上、下表面分别依次设置有刚性板形成一预压整体； 将所述预压整体放入热压机内压合，降温后取出预压整体得到超材料复合板。
11.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，在刚性板的外侧还设置有牛皮纸。
12.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述的降温方式为以f20°C/min的速率缓慢降温至50°C 60°C。
13.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述方法还包括移除刚性板的步骤。
14.根据权利要求11所述的加工方法，其特征在于，所述方法还包括移除刚性板和牛皮纸的步骤。
15.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述刚性板为I.(T9. O毫米厚的镜面钢板。
16.根据权利要求11所述的加工方法，其特征在于，所述牛皮纸厚度为O.Γ0. 8毫米。
17.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述金属箔的厚度为O.OfO. 15毫米。
18.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述金属箔的厚度为O.OfO. 15毫米。
19.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，当粘合剂为热熔胶时，热压温度为850C 140°C，热压的压力为3 20kg/cm2，热压时间为3 60分钟。
20.根据权利要求19所述的加工方法，其特征在于，进一步地，所述热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰铵类、聚酯类或聚氨酯类。
21.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，当粘合剂为环氧基或丙烯酸基粘合剂粘合剂时，热压温度和热压时间为为该环氧粘合剂或丙烯酸基粘合剂固化所需的固化温度和固化时间。
22.一种超材料复合板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤 在基板上和/或下表面依次覆上粘合剂、金属箔形成预压复合板； 在预压复合板的上、下表面分别依次设置有牛皮纸、钢板形成一预压整体； 将所述预压整体放入热压机内压合后，以广20°C /min的速率缓慢降温至50°C飞(TC后取出，移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。
23.根据权利要求22所述的超材料复合板的加工方法，其特征在于，所述钢板为I.(T9. O毫米厚的镜面钢板。
24.根据权利要求22所述的加工方法，其特征在于，所述牛皮纸厚度为O.Γ0. 8毫米。
25.根据权利要求22所述的加工方法，其特征在于，所述金属箔的厚度为O.OfO. 15毫米。
26.根据权利要求22所述的加工方法，其特征在于，所述粘合剂为热熔胶时，热压温度为85°C 110°C、热压的压力为5 15kg/cm2、热压时间为20 60分钟。
27.根据权利要求22所述的加工方法，其特征在于，进一步改进，所述粘合剂为环氧基粘合剂或丙烯酸基粘合剂时，热压温度为150°C 180°C、热压的压力为15 25kg/cm2、热压时间为60 120分钟。
全文摘要
本发明提供了一种超材料复合板，所述超材料复合板包括基板、金属箔以及将金属箔粘附在基板上的粘结层，所述基板为无纤维基板。根据本发明的超材料复合板，采用在无纤维基板上覆金属箔的方式，复合板不仅介电损耗小，介电常数均匀，而且金属箔与基板的剥离强度也较高。另外，本发明还提供了一种制备上述超材料复合板的方法。
文档编号B32B7/12GK102963063SQ201210475700
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年3月16日
发明者刘若鹏, 季春霖, 黄新政 申请人:深圳光启创新技术有限公司